上栗縣蕉源水泥用灰?guī)r礦地質(zhì)特征及找礦前景分析

周小平

（江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局九〇一地質(zhì)大隊(duì)，江西 萍鄉(xiāng) 337000）

上栗縣處于萍樂(lè)坳陷帶西段，成礦條件較為有利，境內(nèi)水泥用灰?guī)r礦產(chǎn)資源豐富，資源潛力大[1]。截至2015年底，累計(jì)查明水泥用灰?guī)r資源儲(chǔ)量9 886.10萬(wàn)t，其中蕉源水泥用灰?guī)r礦區(qū)有7 000多萬(wàn)t。當(dāng)前，我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)高速發(fā)展，水泥的消耗量巨大?；?guī)r礦是水泥的主要原料，其勘查工作十分迫切。大量前人研究表明，對(duì)水泥用灰?guī)r礦進(jìn)行地質(zhì)特征和找礦前景分析，有利于發(fā)現(xiàn)控礦因素并確定找礦標(biāo)志[2-4]。蕉源水泥用灰?guī)r礦地質(zhì)特征和找礦前景研究相對(duì)薄弱，影響了進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)利用，故詳細(xì)的成礦地質(zhì)特征和找礦前景分析顯得尤為必要。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

蕉源水泥用灰?guī)r礦區(qū)位于江西省萍鄉(xiāng)市上栗縣城北東50°方向，直線(xiàn)距離約為12 km，行政區(qū)劃屬上栗縣桐木鎮(zhèn)蕉源村所轄。區(qū)內(nèi)交通較為便利，區(qū)域上屬揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)之江南臺(tái)隆，地處萍鄉(xiāng)—樂(lè)平臺(tái)陷之萍鄉(xiāng)—高安凹褶斷束西端之秋江背斜南翼。區(qū)域內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜，秋江背斜的北西為澄潭江—東風(fēng)界復(fù)向斜，南東為東源—峽山口復(fù)向斜，區(qū)域經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，呈現(xiàn)出較為復(fù)雜的構(gòu)造景觀，主要構(gòu)造線(xiàn)在平面上呈北東～南西方向展布，褶曲頻繁，多為寬檔式褶曲，其向斜寬，背斜窄，向斜北西斜地層傾角較緩，南東翼地層直立至倒轉(zhuǎn)，地層產(chǎn)狀變化較大。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦床規(guī)模及礦體特征

礦區(qū)石灰?guī)r礦床賦存于二疊系中統(tǒng)茅口組上段（P2m2），礦體為一走向北東60°，傾向南東，傾角30°～40°的單斜層狀礦層，探礦工程控制的礦體走向長(zhǎng)度為725 m，控制的傾向?qū)挾?70～355 m，控制的礦體最高標(biāo)高為406.78m，最低標(biāo)高為230.00 m，控制礦體的厚度為73.30～176.05 m，平均為107.30 m。厚度變化系數(shù)為10%，各勘探線(xiàn)平均控制礦體厚度如表1所示。

表1 平均控制礦體厚度

礦體為厚層狀，礦體中有硅質(zhì)灰?guī)r夾層，還有少量鎂質(zhì)夾層和燧石結(jié)核，表土層厚為0～67.5 m，一般為5～10 m，通常易剝離。

2.2 礦石類(lèi)型

根據(jù)巖礦分析，礦區(qū)礦石的主要組分為生物碎屑和填隙物。生物碎屑主要為蜓（10%左右）、腹足類(lèi)（8%左右）、有孔蟲(chóng)（10%左右），其他有瓣鰓、海百合莖、介形蟲(chóng)和腕足等。填隙物主要由微晶方解石和泥晶方解石組成，含量保持在45%～80%，為生物碎屑泥晶或微晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。根據(jù)礦石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和物質(zhì)組成，礦區(qū)有兩種自然礦石，即生物碎屑泥晶微晶灰?guī)r和含生物碎屑微晶灰?guī)r。

2.2.1 生物碎屑泥晶微晶灰?guī)r

生物碎屑泥晶微晶灰?guī)r為生物碎屑泥晶、微晶結(jié)構(gòu)，礦石主要由生物碎屑泥晶方解石和泥晶、微晶方解石基質(zhì)組成，生物碎屑主要由蜓、有孔蟲(chóng)、腹足、腕足、瓣鰓、海百合莖、介形蟲(chóng)等動(dòng)物遺體和少量藻屑構(gòu)成。生物碎屑含量為45%～55%，成分為方解石；基質(zhì)主要為微晶方解石，粒徑為0.01～0.02 mm，系泥晶方解石重結(jié)晶形成。

2.2.2 含生物碎屑微晶灰?guī)r

含生物碎屑微晶灰?guī)r為含生物碎屑微晶結(jié)構(gòu)，礦石主要由生物碎屑泥晶、微晶方解石和微晶方解石基質(zhì)（填充物）組成。生物碎屑主要由蜓、有孔蟲(chóng)、腹足、腕足、瓣腮、介形蟲(chóng)構(gòu)成，生物碎屑含量約為20%，成分為方解石，基質(zhì)（填隙物）為微晶方解石，粒徑為0.01～0.03 mm，系泥晶方解石重結(jié)晶形成。

2.3 礦石質(zhì)量特征

根據(jù)樣品的化學(xué)分析結(jié)果統(tǒng)計(jì)，礦區(qū)的礦石CaO單樣含量為47.91%～55.70%，平均為51.26%；MgO單樣含量為0.20%～2.96%，平均為0.87%；SiO2單樣含量為0.31%～7.98%，平均為4.46%；Al2O3單樣含量為0.17%～0.92%，平均為0.61%；Fe2O3單樣含量為0.05%～0.65%，平均為0.45%；K2O單樣含量為0.014%～0.108%，平均為0.031%；Na2O單位含量為0.013%～0.126%，平均為0.030%；SO3單樣含量為0.09%～1.37%，平均為0.44%；Cl單樣含量為0.000 7%～0.017 0%，平均為0.008 0%；燒失量單樣含量為37.29%～43.48%，平均為41.51%。主要指標(biāo)如表2所示。

表2 單工程長(zhǎng)度加權(quán)平均品位計(jì)算結(jié)果

礦石的化學(xué)成分含量符合工業(yè)指標(biāo)的要求，而且CaO含量較穩(wěn)定且有害成分MgO含量較低，但SiO2含量較高，尤其是游離SiO較高，影響礦石質(zhì)量，本區(qū)礦石可以作為石灰質(zhì)水泥原料。

2.4 礦體（層）圍巖和夾石

礦體南側(cè)圍巖為三疊系上統(tǒng)安源含煤地層，為一套陸相碎屑巖，由粉砂巖、石英砂巖、泥巖等組成，底部為硅質(zhì)巖屑礫巖，上覆于石灰石礦體之上，傾向南東，傾角40°～55°，而安全開(kāi)采角為60°，它壓覆了部分礦石。風(fēng)化帶內(nèi)比較軟。中-微風(fēng)化巖石堅(jiān)硬，較完整。礦體北部和底盤(pán)圍巖為石灰?guī)r或硅質(zhì)灰?guī)r，巖體較完整，堅(jiān)硬。

礦石底板方向基本走向?yàn)镹E47°～SW227°，礦體北邊界受F斷層控制，南西方向延伸出勘查區(qū)處。礦體北界圍巖為F斷層下盤(pán)的二疊系中統(tǒng)茅口組下部硅質(zhì)灰?guī)r夾硅質(zhì)巖，夾明顯的燧石條帶，其產(chǎn)狀與礦層產(chǎn)狀基本一致。礦體南東方向（頂板方向）圍巖為三疊系上統(tǒng)安源組地層，為一套陸相碎屑巖沉積，巖性組合以粉砂巖為主，并含有少量泥巖、砂巖及礫巖。超伏沉積在礦體之上，其傾向南東，傾角為30°～40°，壓覆了部分礦體，風(fēng)化帶巖石較軟，中～微風(fēng)化巖石堅(jiān)硬、較完整。

夾石主要為硅質(zhì)灰?guī)r或硅質(zhì)巖夾石，硅質(zhì)灰?guī)r夾石外觀與礦石區(qū)別不大，肉眼難以區(qū)分，主要靠實(shí)驗(yàn)室測(cè)試來(lái)圈定，而夾石多為透鏡狀不連續(xù)，在傾向與走向上呈透鏡體形態(tài)，硅質(zhì)巖夾石顏色稍深，鎂質(zhì)夾石，其顏色較淺，由白云質(zhì)灰?guī)r及白云巖組成。

礦體中已控制的夾石有兩種類(lèi)型，共33條，其中硅質(zhì)夾石居多，共24條，鎂質(zhì)夾石其次，共9條。夾石的形態(tài)為透鏡狀，規(guī)模一般較小，沿走向長(zhǎng)160～350 m，沿傾向延深80～150 m，與礦體之間為連續(xù)沉積。

3 礦床成因及找礦前景分析

3.1 礦床成因

本區(qū)礦層生成于二疊紀(jì)早期，始于石炭紀(jì)早期的大規(guī)模海侵?jǐn)U大了海域，溫暖、潔凈的淺海環(huán)境適宜海洋生物的大量繁殖。礦層形成期間，海洋生物種類(lèi)繁多，海百合莖、蜒科、珊瑚、腕足、瓣腮動(dòng)物及大量藻類(lèi)異常繁盛，在較寧?kù)o的環(huán)境下，海水介質(zhì)中SiO2膠體團(tuán)局部聚集，沉積了茅口組的微晶泥晶生物碎屑灰?guī)r，其中在SiO2膠體團(tuán)聚集處生成硅質(zhì)灰?guī)r透鏡體。

3.2 找礦標(biāo)志

顏色為青灰色，質(zhì)純性脆，斷面整齊，風(fēng)化表面有明顯的燧石結(jié)核或團(tuán)塊，少數(shù)呈透鏡體。礦層中生物種類(lèi)較多，有海百合莖、蜓科、珊瑚和腕足等，這就是礦層的特點(diǎn)。

3.3 找礦前景分析

本區(qū)礦床的北西邊界受斷層的控制，斷層處形成破碎帶，經(jīng)長(zhǎng)期的剝蝕形成溝壑，南東方向被三疊系上統(tǒng)安源組陸機(jī)碎屑巖地層超伏，形成較高的沿地層走向的一連串山峰，而礦體位于北西坡向的單面山坡上，超伏礦層之上的安源組地層風(fēng)化后形成大量的殘破積物并將礦層掩蓋，有效地保護(hù)了本區(qū)石灰?guī)r礦床。根據(jù)前期工作推測(cè)，礦床為海相生物化學(xué)沉積的沉積巖，層位、產(chǎn)狀比較穩(wěn)定；延續(xù)性好，沿走向、傾向變化較??；工作區(qū)的礦層向南西方向延伸可達(dá)數(shù)千米，其遠(yuǎn)景資源量較為可觀。